[Exploration of vaccine immunogenicity]

Abstract

The development of new vaccines has traditionally been a long-term job, although recent experience with the emergence of Covid-19 has caused development and production delays to skyrocket. The fact remains that the development of vaccines in the preclinical phases and in phases 1 and 2 of clinical development is based on the study of the specific immune response of the adaptive immune system.

Keywords: B lymphocyte; Elisa; T lymphocyte; antibody; antigen presenting cell; vaccine.

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Figure 1

Principes généraux de la réponse immunitaire : application au vaccin. Le vaccin injecté par voie intramusculaire contient des antigènes qui sont captés par les cellules dendritiques circulantes et résidentes des muscles. La présence de motifs moléculaires signant la présence de pathogène activent les récepteurs de l’immunité innée de la cellule dendritique qui migre jusqu’au ganglion lymphatique drainant. Les cellules dendritiques présentent les antigènes aux lymphocytes T CD4+ et CD8+, alors que les cellules dendritiques folliculaires présentent les antigènes aux lymphocytes B. © J.-N. Tournier.– Servier médical art

Figure 2

Différences entre un Elisa indirect et un Eclia indirect. A. Dans un Elisa, la protéine cible est adsorbée sur une surface en polystyrène. Dans le cas d’un résultat positif le substrat, oxydé par une peroxydase couplée à l’anticorps de détection, devient coloré. L’absorbance de ce composé est mesurée par un spectrophotomètre. B. Dans un Eclia, les étapes expérimentales sont les mêmes mais la protéine cible est adsorbée sur une électrode. Dans le cas d’un résultat positif le substrat émet de la lumière par transfert d’électron après stimulation électrique. L’intensité lumineuse est mesurée par un tube photomultiplicateur ou une caméra. © J. Denis – Servier médical art

Figure 3

Étapes majeures de la mise au point d’un Elisa. La production et la purification des protéines nécessitent des étapes de mise au point non détaillées ici. L’intégrité et la conformation des protéines ainsi que le rendement de production peuvent être améliorés en changeant d’hôte de production (bactérie, levure, cellule eucaryote). Dans l’idéal, la mise au point de l’Elisa nécessite un troisième groupe d’échantillons négatifs pour la cible mais positifs pour une cible du plus proche parent afin de s’affranchir des réactions croisées contre les pathogènes de la même famille. La sensibilité représente la capacité à détecter les personnes immunisées tandis que la spécificité représente la capacité à ne pas détecter les non-immunisés. La Valeur Prédictive Positive (VPP) est la probabilité que le patient soit immunisé si le test est positif tandis que la Valeur Prédictive Négative (VPN) est la probabilité que le patient soit non-immunisé si le test est négatif. © J. Denis– Servier médical art

Figure 4

Principe du test de séroneutralisation. Les cellules sont cultivées en plaques 96 puits jusqu’à l’obtention d’un tapis cellulaire confluent à 80% afin de réaliser l’expérimentation. Les sérums de patients sont alors dilués en série puis incubés avec les particules virales afin de permettre la formation du complexe immun. Chaque cocktail de dilution est ensuite transféré sur le tapis cellulaire d’un puits, incubé pendant une heure puis remplacé par du milieu de culture frais. Les cellules sont alors incubées pour une durée variable selon le virus étudié. La lecture se fait au microscope et l’apparition des effets cytopathiques (ECP) est recherchée par l’expérimentateur. Le résultat est rendu sous forme de titre de séroneutralisation correspondant à la dilution la plus forte pour laquelle aucun ECP n’a été observé, soit la plus forte dilution à laquelle le sérum neutralise les particules virales. © J. Denis– Servier médical art

Figure 5

Exemple de stratégie de phénotypage des lymphocytes T associée à un marquage intracytoplasmique des cytokines. La stratégie décrite permet d’isoler les populations de lymphocytes T CD4 (LT CD4) et CD8 (LT CD8) activés sécrétant de l’IFNγ et/ou du TNFα ainsi que les lymphocytes T folliculaires helper (cTfh) et régulateurs (cTfr) et leurs sous-types fonctionnels (cTfh1, cTfh2, cTfh17). Le facteur de transcription Foxp3 est exprimé par les lymphocytes T régulateurs et le marqueur CXCR5 permet d’isoler les populations folliculaires. © M. Mura.– Servier médical art

Figure 1

Principe du test ELISpot. La technique ELISpot à IFNγ permet d’identifier par des spots colorés la présence de lymphocytes T spécifiques de l’antigène, sécrétant de l’IFNγ en réponse à la stimulation cellulaire. La technique est quantitative, chaque spot coloré correspondant à un lymphocyte activé. Les résultats s’expriment habituellement en nombre de spots par million de cellules. Il existe également des ELISpot pour lymphocytes B permettant de quantifier le nombre de plasmocytes sécrétant des immunoglobulines contre une cible déterminée. © M. Mura.– Servier médical art

Figure 7

Exploration de la réponse immunitaire par une approche en biologie de systèmes. Exploration de la réponse immunitaire par une approche en biologie de systèmes pour étudier sans a priori les mécanismes immunitaires mis en oeuvre par la vaccination et identifier des biomarqueurs prédictifs de la protection vaccinale. © M. Mura.– Servier médical art